Name: Luz reforçada Passivation ácido fluorídrico: uma técnica sensível para a detecção de defeitos de silício em massa (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-01-04T14:00:01.000+00:00
Duration: 9 min 15 s
Description: Aprenda uma técnica de passivação em temperatura ambiente para caracterizar defeitos de silício em massa usando imersão em ácido fluorídrico e iluminação. Este método permite medir atividades de recombinação em baixas concentrações para células solares de alta eficiência.

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Este programa foi apoiado pelo governo australiano por meio da Agência Australiana de Energia Renovável (ARENA). A responsabilidade pelas opiniões, informações ou conselhos aqui expressos não é aceita pelo governo australiano.

1. Setup Experimental <ol><li> Localize um exaustor adequado para a técnica de medição e retire qualquer equipamento irrelevante para permitir um melhor fluxo de ar e reduzir a desordenar. Não utilize com excepção do ácido fluorídrico (HF) produtos químicos na coifa. </li><li> Testar a qualidade da (DI) de água desionizada a partir da torneira no interior do exaustor de fumos utilizando um medidor de condutividade. Assegure-se que a água Dl tem uma condutividade de no máximo 0,055 S / cm a uma temperatura de 20 ° C. </li><li> Coloque uma vida tester portadores minoritários na coifa. Ligar os cabos a um computador, que está situado sobre uma mesa fora da coifa. </li><li> Ligue o computador e tempo de vida testador. Abra o arquivo tester vida no computador e clique no botão &#39;medida&#39; para garantir uma comunicação correta entre o computador eo tempo de vida testador. A fonte de luz sobre a vida testador deve piscar se o computador e testador foram conectados corretamente. </li&gt; <li> Coloque uma lâmpada de halogéneo no interior da capela. Posicionar a lâmpada tal que pode iluminar o palco vida testador em que a amostra será localizado. </li><li> Ligue a lâmpada de halogéneo com uma fonte de energia que deve situar-se fora da coifa. Quando a lâmpada de halogéneo está ligado, a sua intensidade deve ser pelo menos de 0,02 W / cm2 na fase vida testador. </li></ol> 2. Preparar a Solução IC 15% Nota: HF é uma substância química perigosa e deve ser tratado com cuidado. Isso faz com que lenta, sustentada, de profundidade e danos para o corpo após a exposição. HF não prontamente queimar a pele como os outros ácidos - em vez disso, absorve rapidamente na pele e provoca profunda bolhas e danos aos ossos. Isto significa que os ossos se tornam frágeis e com bolhas como o flúor reage com o cálcio. HF também se liga com cálcio livre que é usado na regulação do nervo e equilíbrio osmótico celular, assim que a ligação de livre cálcio no organismo pode ser fatal. É fundamental queo usuário segue protocolos de segurança de laboratório quando usar HF, e assegura que eles sabem a localização do kit ajuda HF primeiro e hexafluorine (ou cálcio gel gluconato). <ol><li> Coloque um recipiente limpo quimicamente rodada de plástico (H: 55 mm, D: 170 milímetros) na coifa (o mesmo que na Seção 1). O recipiente deve ter uma tampa de plástico transparente. Ver Secção 6 sobre a forma de limpar quimicamente o recipiente antes da sua utilização. </li><li> Limpar a área em torno do recipiente de plástico, na hotte de modo que a solução de HF pode ser preparada sem quaisquer obstruções nas proximidades. </li><li> Aplicar todos os equipamentos de proteção individual (EPI). </li><li> CUIDADO: Adicionam-se 50 ml de HF a 100 ml de água Dl (H 2 O) no recipiente. </li><li> CUIDADO: Adicionar 20 ml de ácido clorídrico (HCl) ao recipiente e misture-a H 2 O: HF: solução de HCI utilizando uma pinça de plástico. Lavar as pinças completamente mais tarde. </li><li> CUIDADO: Colocar a tampa sobre o recipiente de plástico e permitir que a solução queem que se contentar com 1 hr. Durante este tempo, os fumos HF irá condensar-se na tampa. </li><li> Rotular adequadamente o recipiente, e deixar claro que ele contém HF. Nota: A solução HF vai durar 1-2 meses com uso pesado. Portanto, não há necessidade de se substituir a solução de cada vez uma medição está a ser executada. </li></ol> 3. A calibração do Tester Lifetime <ol><li> Localize pelo menos 6 bolachas de silício de resistividade conhecido e condutância. Idealmente, a gama de resistividade deve abranger 0,1-100 Ω-cm. </li><li> No computador, abra o arquivo de calibração tester vida. Digite a resistividade de cada wafer na tabela e, em seguida, clique em &quot;Atualização # de wafers &#39;. </li><li> Clique no botão &quot;Obter dados&quot; no arquivo de calibração e digite os detalhes da vida testador. </li><li> Aplicar todos os EPI necessário. </li><li> CUIDADO: Coloque o recipiente de plástico cheio com a solução de HF na fase vida tester e posicioná-lo sobre a bobina indutiva (bluregião círculo e). </li><li> Quando solicitado para medir a &#39;tensão do ar&#39; no computador, medir a tensão da solução de HF, clicando no botão &#39;Ok&#39;. Neste caso, o ar foi substituído pela condutância da solução de HF. </li><li> CUIDADO: Retire cuidadosamente o recipiente com HF do palco e colocá-lo no banco coifa. Cuidadosamente retire a tampa. </li><li> CUIDADO: Quando a tampa tenha sido removida do recipiente, mergulhar a primeira bolacha de silício na solução de HF com uma pinça de plástico. Colocar a tampa de volta sobre o recipiente. </li><li> CUIDADO: Coloque o recipiente de plástico de volta para o palco vida tester e posicioná-lo sobre a bobina indutiva. Garantir a bolacha de silício é centrado sobre a bobina (região círculo azul). </li><li> Quando solicitado para medir a &#39;tensão sample&#39; no computador, clique no botão &quot;OK&quot; mais uma vez. Retire o recipiente do palco e colocá-lo no banco coifa. </li><li> CUIDADO: Cuidadosamente r<html> etirar o wafer de silício a partir da solução de HF, usando uma pinça de plástico e lave a hóstia nas taças de lavagem dedicados. Faça um enxágüe final com água da torneira na coifa. </li><li> CUIDADO: Coloque a tampa de volta para o recipiente e posicione o recipiente de volta para o palco vida testador. </li><li> Repita os passos 3.6 para 3.12 até que todas as amostras tiverem sido medidas. </li><li> Uma vez que todas as amostras foram medidos, clicar no botão &#39;&#39; Fit ​​dados no arquivo de calibração. Isso vai caber uma curva parabólica para os dados medidos e fornecer coeficientes de calibração A, B e C que são específicos para esta configuração. </li><li> No computador, abra o arquivo tester vida útil e clique na guia &quot;Configurações&quot;. Digite os novos coeficientes de calibração A, B e C para a configuração do HF. Salve o arquivo com um novo nome. Nota: A configuração de HF requer apenas uma calibração a cada 6 meses. Portanto, não há necessidade de calibrar a configuração de cada vez uma medição está a ser executada. </li></ol>jove_title &quot;&gt; 4. Wet Chemical Tratamento de Silicon Wafers Antes de Medição <ol><li> Prepare padrão limpo 1 (SC 1). <ol><li> CUIDADO: Em um exaustor de fumos alcalinos atribuído, adicionar 185 ml de hidróxido de amónio (NH4OH) para 1.295 ml de água desionizada numa proveta de vidro de 2 litros. </li><li> CUIDADO: Colocar a proveta sobre uma placa quente e aquecer a H2O: solução de NH4OH a uma temperatura de ~ 50 ° C. Utilizar um vidro de relógio para cobrir o copo. </li><li> CUIDADO: Uma vez que o H2O: solução de NH4OH atingiu uma temperatura de ~ 50 ° C, adicionar 185 ml de peróxido de hidrogénio (H 2 O 2) e continuar a aquecer até a temperatura atingir ~ 75 ° C. Este H2O: NH4OH: H2O 2 solução é conhecido como SC 1. Nota: SC 1 deve ser trocado diariamente para wafers de silício efetivamente limpas. </li></ol></li><li> Prepare padrão limpo 2 (SC 2). <ol><li> CUIDADO: Em um ácido alocados exaustor,adicionar 185 mL de HCl a 1.295 ml de água desionizada numa proveta de vidro de 2 litros. </li><li> CUIDADO: Colocar a proveta sobre uma placa quente e aquecer a H2O: solução de HCl a uma temperatura de ~ 50 ° C. Utilizar um vidro de relógio para cobrir o copo. </li><li> CUIDADO: Uma vez que o H 2 O: HCl solução atingiu uma temperatura de ~ 50 ° C, adicionar 185 ml de H 2 O 2 e continuar a aquecer até a temperatura atingir ~ 75 ° C. Este H2O: HCl: H 2 O 2 a solução é conhecido como SC 2. Nota: Alterar SC 2 diária para wafers de silício efetivamente limpas. </li></ol></li><li> Preparar a solução de gravação de silício. <ol><li> Em um alcalina alocados fume hood, adicionar 1,600 ml de hidróxido de tetrametilamónio (TMAH) a um quimicamente limpo 2 L taça de vidro. Por favor, consulte a Seção 6 sobre como limpar quimicamente o copo antes de usar. </li><li> Colocar a proveta sobre uma placa quente e aquecer a solução de TMAH a uma temperatura de ~ 856; C. Utilizar um vidro de relógio para cobrir o copo. Nota: A solução TMAH não vai precisar mudar até que ele começa a se cristalizar, ou seja, após 1 mês. </li></ol></li><li> Realize o tratamento químico molhado. <ol><li> Amostras de carga em um berço de quartzo e colocá-los em uma solução de HF comum no laboratório. A concentração não é crítica. </li><li> Depois de ~ 10 segundos ou uma vez que as amostras se tornar hidrófobo (puxar a seco), retirar o suporte da solução de HF e enxagúe com 3 copos cheios de água DI. </li><li> Transportar o berço de wafers para o exaustor onde SC 1 foi preparada. Quando SC 1 estabilizou em ~ 75 ° C, mergulhe lentamente o berço de wafers em SC 1. </li><li> Limpe os wafers em SC 1 para 10 min. </li><li> Após 10 minutos decorrido, retirar o suporte de wafers de SC 1 e lavá-los usando três taças 2 L de vidro cheios de água DI. Quimicamente limpo estes copos de vidro antes de enchê-los com água DI. Por favor, veja a Seção 6,como limpar quimicamente os copos. </li><li> Após a lavagem, coloque as amostras em uma solução de HF que é dedicado apenas para pós SC 1 processamento. A concentração não é crítica. </li><li> Depois de ~ 10 segundos ou uma vez que as amostras se tornar hidrófobo (puxar a seco), retirar o suporte da solução de HF e enxagúe com 3 copos cheios de água DI. Use as mesmas taças como no passo 4.4.5. </li><li> Transportar o berço de wafers para o exaustor onde SC 2 foi preparado. Quando SC 2 estabilizou em ~ 75 ° C, mergulhe lentamente o berço de wafers em SC 2. </li><li> Limpe os wafers em SC 2 para 10 min. </li><li> Após 10 minutos decorrido, retirar o suporte de wafers de SC 2 e lavá-los com 3 copos cheios de água DI. Use as mesmas taças como no passo 4.4.5. Nota: O suporte de bolachas podem ser armazenados em uma das provetas de enxaguamento cheios com água desionizada até ao dia seguinte. </li><li> Após a lavagem, coloque as amostras em uma solução de HF que é dedicado apenas para pósSC 2 processamento. A concentração não é crítica. </li><li> Depois de ~ 10 segundos ou uma vez que as amostras se tornar hidrófobo (puxar a seco), retirar o suporte da solução de HF e enxagúe com 3 copos cheios de água DI. Use as mesmas taças como no passo 4.4.5. </li><li> Transportar o suporte de bolachas para o exaustor de fumos onde a solução TMAH foi preparado. Quando a solução TMAH estabilizou em ~ 85 ° C, mergulhe lentamente o berço de wafers na solução TMAH. </li><li> Etch as bolachas em TMAH para 5 min. Isto irá remover ~ 5 uM de silício. </li><li> Após 5 min tiver decorrido, retirar o suporte de wafers da solução TMAH e lavá-los com 3 copos cheios de água DI. Use as mesmas taças como no passo 4.4.5. Mais de 3 lavagens podem ser exigidos como TMAH é bastante &quot;pegajoso&quot;. </li><li> Transportar o berço de wafers em água DI para o exaustor onde o experimento foi configurado. Consulte a seção 1.1. </li><li> Meça as pastilhas de silício preparados dentro de 2 horas após ste4.4.16 p. </li></ol></li></ol> 5. Medição Processo <ol><li> Aplicar todos os EPI necessário. </li><li> Encha dois copos de plástico 2 L com água DI e colocá-los no exaustor. Estes serão utilizados para enxaguar a medição pós amostras de silício. </li><li> Coloque uma pinça de plástico em um vazio 500 ml copo de plástico e coloque dentro do exaustor perto as taças de lavagem. Estas pinças irá ser usadas para lidar com as amostras de silício. </li><li> No computador, abra o arquivo vida testador. Verifique se o arquivo contém os coeficientes de calibração corretas para a configuração de medição HF. Consulte a seção 3. </li><li> No arquivo tester vida útil, selecione o modo «transitório». Entre os detalhes da bolacha de silício a ser medido, por exemplo, espessura, tipo de resistividade e dopante. </li><li> CUIDADO: Coloque o recipiente (tampa) preenchido com HF para o palco da vida testador e centralizá-lo sobre a bobina indutiva (região círculo azul). Deixar depositar o solução para1 minuto. </li><li> No computador, clique no botão &#39;Zero instrumento&#39; no arquivo de vida testador. Isto irá medir a voltagem da solução. Nota: Com o tempo, a tensão de solução irá diminuir pois a composição da solução muda com o tempo. Independentemente disso, a solução de HF não mostra qualquer degradação da sua qualidade passivador, razão pela qual a solução pode ser utilizada durante 1-2 meses, sem ser alterado. </li><li> CUIDADO: Retire cuidadosamente o recipiente do palco vida tester e colocá-lo no banco coifa. </li><li> CUIDADO: Cuidadosamente remover a tampa do recipiente cheio com a solução de HF. Se houver alguma condensação na tampa, lavar cuidadosamente a tampa em água desionizada utilizando a torneira na hotte. </li><li> CUIDADO: mergulhe cuidadosamente o primeiro wafer de silício na solução de HF. Usando a pinça de plástico, pressione levemente para baixo no wafer de silício para garantir que ele está sentado no fundo do recipiente. </li><li> Lavar a pinças e colocá-los de volta para o vazio 500 ml copo de plástico. </li><li> ATENÇÃO: Com cuidado, coloque a tampa de volta no recipiente e, em seguida, colocar o recipiente no palco vida testador. Assegurar a bolacha de silício é posicionado sobre a bobina indutiva (região círculo azul). </li><li> Lave e seque as luvas. Removê-los antes de operar o computador. </li><li> Se a luz fluorescente do exaustor está ligado, ele deve ser desligado antes de uma medição está a ser conduzido. Luz mínima é necessária durante a medição. </li><li> Mudar a lâmpada de halogéneo, e garantir que ele está iluminando o wafer de silício através da tampa do recipiente de plástico. Tempo durante 1 min (o tempo exacto não é crítica). </li><li> Durante o período de iluminação, clique no botão &#39;Medida&#39; no arquivo de vida no computador. Uma pequena janela chamada &quot;dados Tomando &#39;aparecerá. </li><li> No &quot;Tomando os dados de janela, digite um nome para o arquivo. Em &#39;amostra média&#39; s10 eleitos. </li><li> Quando o wafer de silício foi iluminado por 1 min, mude a lâmpada de halogéneo fora e imediatamente clique no botão &#39;Média&#39; na janela &#39;Tirar dados&#39;. O tempo de vida tester pisca 10 vezes e calcular a média das medições ao longo da vida. Observação: Uma vez que a lâmpada de halogéneo está desligado, a passivação da bolacha de silício começa a degradar, e, portanto, é importante medir imediatamente depois de iluminação para conseguir os melhores resultados. </li><li> Quando a média é completa, clique no botão &quot;OK&quot; na janela &quot;Tomando dados &#39;. </li><li> Se outra medida é necessária, repita os passos de 5,15-5,18. </li><li> CUIDADO: Quando a medição estiver concluída, remova o recipiente do palco vida tester e colocá-lo no banco coifa. </li><li> CUIDADO: Cuidadosamente remover a tampa do recipiente cheio com a solução de HF. Se houver alguma condensação na tampa, a tampa lavar cuidadosamente em água da torneira usando DIna hotte. </li><li> CUIDADO: Retire cuidadosamente o wafer de silício a partir da solução de HF, usando uma pinça de plástico e lave a hóstia nas taças de lavagem dedicados. Faça um enxágüe final com água da torneira na coifa. </li><li> Se mais amostras estão a ser medido, repita os passos de 5,10-5,23. </li><li> Uma vez que todas as amostras tiverem sido medidas, assegurar a tampa é colocada no recipiente e armazenar a solução de HF na hotte. Certifique-se de que o recipiente é adequadamente rotulados. </li><li> Lave todas as taças e pinças e armazená-los em seus lugares atribuídos em laboratório. </li><li> Permitir que o tempo de vida tester para permanecer no exaustor durante 1 hora após o uso e, em seguida, retire-o do exaustor. </li></ol> 6. Chemical Lavagem de taças e recipientes <ol><li> Em um alcalina alocados fume hood, preparar uma solução 1 SC, conforme descrito nas secções 4.1.1-4.1.4. </li><li> Para taças quimicamente limpos e recipientes, despeje a solução SC 1 para as taças / contentores. As taças caN só podem ser limpas uma de cada vez. </li><li> Deixe a solução de limpeza do copo / recipiente, durante 10 min. Se o copo / recipiente de plástico, que não podem ser colocados sobre uma placa quente e, portanto, a solução SC 1 irá arrefecer durante a limpeza. Isso não afetará o processo de limpeza. </li><li> Após 10 minutos, despeje a solução SC 1 em outro copo / container se eles exigem limpeza também. Caso contrário, deixe a solução SC 1 fresco em um copo grande. Uma vez arrefecido, SC 1 pode ser derramado na pia com água corrente. </li><li> Enxágüe SC 1 copo limpo / recipiente de água DI. </li><li> Em um ácido alocados fume hood, preparar uma solução SC 2, conforme descrito nas secções 4.2.1-4.2.4. </li><li> Despeje a solução no copo 2 / SC recipiente a partir do passo 6.5. Permitir que a solução de limpar a taça / recipiente, durante 10 min. </li><li> Após 10 minutos, despeje a solução SC 2 em outro copo / container se eles exigem limpeza também. Caso contrário, deixe a solução SC 2 fresco em um copo grande. Uma vez arrefecido, SC 2 pode ser derramado para baixo tele pia com água corrente. </li><li> Enxágüe SC 2 limpo copo / recipiente de água DI. A proveta / recipiente está agora limpo quimicamente. </li></ol>

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<li>Angermann, H., Henrion, W., Rseler, A., Rebien, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Wet-chemical+passivation+of+Si%28111%29-+and+Si%28100%29-substrates%5BTitle%5D)+AND+%22Mat.+Sci.+Eng.+B%22%5BJournal%5D)">Wet-chemical passivation of Si(111)- and Si(100)-substrates.</a> Mat. Sci. Eng. B. 73 ((1-3)), 178-183 (2000).</li>
<li>Bertagna, V., Plougonven, C., Rouelle, F., Chemla, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((p-+and+n-type+silicon+electrochemical+properties+in+dilute+hydrofluoric+acid+solutions%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Electrochem.+Soc%22%5BJournal%5D)">p- and n-type silicon electrochemical properties in dilute hydrofluoric acid solutions.</a> J. Electrochem. Soc. 143 (11), 3532-3538 (1996).</li>
<li>Bertagna, V., Erre, R., Rouelle, F., Chemla, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ionic+components+dependence+of+the+charge+transfer+reactions+at+the+silicon%2FHF+solution+interface%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Solid+State+Electrochem%22%5BJournal%5D)">Ionic components dependence of the charge transfer reactions at the silicon/HF solution interface.</a> J. Solid State Electrochem. 4 (1), 42-51 (1999).</li>
<li>Kolasinski, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+mechanism+of+Si+etching+in+fluoride+solutions%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Chem.+Chem.+Phys%22%5BJournal%5D)">The mechanism of Si etching in fluoride solutions.</a> Phys. Chem. Chem. Phys. 5 (6), 1270-1278 (2003).</li>
<li>Trucks, G. W., Raghavachari, K., Higashi, G. S., Chabal, Y. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanism+of+HF+etching+of+silicon+surfaces%3A+A+theoretical+understanding+of+hydrogen+passivation%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+Lett%22%5BJournal%5D)">Mechanism of HF etching of silicon surfaces: A theoretical understanding of hydrogen passivation.</a> Phys. Rev. Lett. 65 (4), 504-507 (1990).</li>
<li>Zhang, X. G. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aZhang%2C+XG+%22Electrochemistry+of+silicon+and+its+oxide%22">Electrochemistry of silicon and its oxide</a>. , Kluwer Academic Publishers. (2001).</li>
</ol>

Os autores não têm nada a divulgar.

A implementação bem-sucedida da técnica de medição de vida de silício em massa descrito acima é baseada em três passos críticos, (i) quimicamente limpeza e decapagem os wafers de silício, (ii) imersão em solução de HF a 15% e (iii) a iluminação para 1 min 17, 18,19. Sem estes passos, o tempo de vida em massa não pode ser mensurado com segurança. À medida que a técnica de medição é conduzida a temperatura ambiente, a qualidade de passivação de superfície é altamente susceptível a c...

Alta vida (&gt; 1 ms) silício monocristalino está se tornando cada vez mais importante para as células solares de alta eficiência. Compreender as características de recombinação de impurezas embarcados tem sido, e continua a ser um tema importante. Uma das técnicas mais largamente usadas para examinar a actividade de recombinação de defeitos em adultos é através de um método photoconductance 1. Por meio desta técnica é muitas vezes difícil de superfície completamente separada da recombinação grandes quantidades, tornando-se assim difícil de examinar as características de recombinação de defeitos em adultos. Felizmente existem várias películas dieléctricas que pode atingir velocidades muito baixas de recombinação eficaz da superfície (s) de eff &lt;5 cm / seg, e, assim, inibem eficazmente a recombinação superfície. Estes são, de nitreto de silício (sen x: H) 2, óxido de alumínio (Al 2 O 3) 3 e de silício amorfo (a-Si: H) 4. A deposição e umnealing temperaturas (~ 400 ° C) destes filmes dieléctricos são considerados para ser suficientemente baixa para não desactivar permanentemente a actividade de recombinação do adulto em defeitos. Exemplos disso são o ferro-boro 5 e 6 de boro oxigênio defeitos. No entanto, recentemente, verificou-se que os defeitos de vacância de oxigênio e vaga-fósforo no n -tipo Czochralski (Cz) de silício pode ser completamente desativado em temperaturas de 250-350 ° C 7,8. Da mesma forma um defeito no flutuador-zone (FZ) de silício do tipo p foi encontrado para desativar a ~ 250 ° C 9. Portanto, as técnicas de passivação convencionais, tais como deposição de vapor químico de plasma melhorado (PECVD) e deposição de camada atómica (ALD) podem não ser adequados para a inibição da recombinação da superfície a analisar defeitos granel em adultos. Além disso, sen x: H e a-Si: H filmes foram mostrados para desactivar defeitos de silício em massa por meio de hidrogenação 10,11. Portanto, para examinar a actividade de recombinação S<html> F-cultivadas em defeitos, uma técnica de passivação de superfície RT seria ideal. Wet passivation químicos de superfície cumpre este requisito. Na década de 1990 Horányi et ai. Demonstraram que a imersão das bolachas de silício em soluções de iodo-etanol (IE) proporciona um meio para passivar bolachas de silício, conseguindo S ef &lt;10 cm / seg 12. Em 2007 Meier et ai. Mostraram que o iodo-metanol soluções (IM) podem reduzir a recombinação superfície a 7 ​​cm / seg de 13, enquanto em 2009 Chhabra et ai. Demonstraram que S ef de 5 cm / seg pode ser alcançado por imersão bolachas de silício em soluções 14,15 quinhydrone-metanol (QM). Apesar do excelente passivation superfície alcançado pelo IE, IM e soluções QM, eles não fornecem adequada passivation superfície (S ef &lt;5 cm / s) para medir o tempo de vida maior parte dos wafers de silício de alta pureza. nt &quot;&gt; Outro meio para atingir um alto nível de passivação de superfície é por imersão wafers de silício em ácido HF. A noção de usar HF para passivar wafers de silício foi introduzido pela primeira vez por Yablonavitch et al., em 1986, que demonstraram um recorde de baixa S ef de 0,25 ± 0.5 cm / s 16. Embora excelente passivation superfície foi atingido em wafers de alta resistividade, temos encontrado a técnica a ser não-repetível, acrescentando assim uma grande incerteza para a medição da vida. Portanto, para limitar a incerteza de forma consistente alcançar uma muito baixo S FEP (~ 1 cm / seg), desenvolvemos uma nova técnica de passivação HF que incorpora três passos críticos, (i) quimicamente a limpeza e decapagem de bolachas de silício, (ii) a imersão numa solução de HF a 15% e (iii) iluminação durante 1 min 17,18. Este procedimento é simples e eficiente do tempo em comparação com o tradicional PECVD e técnicas de deposição de ALD listados acima.

<table><tbody><tr><td>Ácido fluorídrico (48%)</td><td>Merck Millipore,&nbsp; &nbsp; http://www.merckmillipore.com/AU/en/product/Hydrofluoric-acid-48%25,MDA_CHEM-100334</td><td>1003340500</td><td>Nocivo e tóxico. Qualquer fornecedor pode ser usado, desde que o produto químico seja de grau de Reagente Analítico (AR).</td></tr><tr><td>Ácido clorídrico 32%, AR</td><td>ACI Labscan, http://www.rcilabscan.com/modules/productview.php?product_id=1985</td><td>107209</td><td>Nocivo e tóxico. Qualquer fornecedor pode ser usado, desde que o produto químico seja de grau de Reagente Analítico (AR).</td></tr><tr><td>Amônia (30%) Solução AR</td><td>Chem-supply, https://www.chemsupply.com.au/aa005-500m</td><td>AA005</td><td>Nocivo e tóxico. Qualquer fornecedor pode ser usado, desde que o produto químico seja de grau de Reagente Analítico (AR).</td></tr><tr><td>Peróxido de hidrogênio (30%)</td><td>Merck Millipore, http://www.merckmillipore.com/AU/en/product/Hydrogen-peroxide-30%25,MDA_CHEM-107209</td><td>1072092500</td><td>Nocivo e tóxico. Qualquer fornecedor pode ser usado, desde que o produto químico seja de grau de Reagente Analítico (AR).</td></tr><tr><td>Hidróxido de tetrametilamônio (25% em H2O)</td><td>J.T Baker, https://us.vwr.com/store/catalog/product.jsp?product_id=4562992</td><td>5879-03</td><td>Nocivo e tóxico. Qualquer fornecedor pode ser usado, desde que o produto químico seja de grau de Reagente Analítico (AR).</td></tr><tr><td>Recipiente de plástico redondo de 640 ml</td><td>Sistema, http://sistemaplastics.com/products/klip-it-round/640ml-round</td><td></td><td>Este é um bom recipiente para armazenar a solução de HF a 15% em.</td></tr><tr><td>Testador vitalício WCT-120</td><td>Sinton Instruments, http://www.sintoninstruments.com/Sinton-Instruments-WCT-120.html</td><td></td><td></td></tr><tr><td>estação de trabalho Dell com Microsoft Office Pro, placa de aquisição de dados e software, incluindo Sinton Software sob licença existente.</td><td>Sinton Instruments, lâmpada óptica halógena http://www.sintoninstruments.com</td><td></td><td></td></tr><tr><td>, ELH 300 W, 120 V</td><td>OSRAM Sylvania, http://www.sylvania.com/en-us/products/halogen/Pages/default.aspx</td><td>54776</td><td>Qualquer lâmpada equivalente pode ser usada.</td></tr><tr><td>Fonte de alimentação de tensão</td><td>Fonte de</td><td></td> alimentação caseira <td>Qualquer fonte de alimentação pode ser usada, desde que possa produzir até 90 Volts e 1-5 Amps.</td></tr><tr><td>Medidor de condutividade</td><td>WTW, http://www.wtw.de/uploads/media/US_L_07_Cond_038_049_I_02.pdf</td><td>LF330</td><td></td></tr></tbody></table>

luz reforçada passivation ácido fluorídrico: uma técnica sensível para a detecção de defeitos de silício em massa

Light Enhanced Hydrofluoric Acid Passivation: A Sensitive Technique for Detecting Bulk Silicon Defects

Um procedimento para medir o tempo de vida maior (&gt; 100 ms) de pastilhas de silício por atingir temporariamente um nível muito elevado de passivação da superfície, quando as bolachas de imersão em ácido fluorídrico (HF) é apresentada. Por este procedimento três passos críticos são necessários para atingir o tempo de vida maior. Em primeiro lugar, antes da imersão de placas de silício em HF, eles estão quimicamente limpas e subsequentemente gravado em 25% de hidróxido de tetrametilamónio. Em segundo lugar, as pastilhas tratadas quimicamente são então colocadas num recipiente de plástico grande preenchido com uma mistura de HF e ácido clorídrico, e, em seguida, centrada sobre uma bobina indutiva para medições photoconductance (PC). Em terceiro lugar, para inibir a recombinação de superfície e medir o tempo de vida em massa, as bolachas são iluminados em 0.2 sóis para 1 min usando uma lâmpada de halogéneo, a iluminação é desligada, e uma medição PC é imediatamente retirado. Por este procedimento, as características de defeitos de silício em massa pode ser determinado com precisão. PeleThermore, antecipa-se que uma técnica de RT sensível passivação de superfície será imperativo pela análise de defeitos de silício em massa quando a sua concentração é baixa (&lt;10 12 cm -3).

A Figura 1a mostra uma vista esquemática e a Figura 1b mostra uma fotografia da montagem experimental. Quando uma pastilha de silício é imerso na solução de HF, subsequentemente, colocada sobre o palco vida testador e é realizada uma medição (antes da iluminação), uma curva de tempo de vida que é limitada através de recombinação da superfície resultará, como mostrado pelos triângulos azuis na Figura 2. No entanto, quando a amostra é ilu...

A RT técnica passivation superfície do líquido para investigar a atividade de recombinação de defeitos de silício em massa é descrito. Para que a técnica seja bem sucedido, três passos críticos são necessários: (i) a limpeza química e corrosão de silício, (ii) a imersão de silício em 15% de ácido fluorídrico e (iii) iluminação durante 1 min.

Luz reforçada Passivation ácido fluorídrico: uma técnica sensível para a detecção de defeitos de silício em massa

A procedure to measure the bulk lifetime (&#62;100 &#181;sec) of silicon wafers by temporarily attaining a very high level of surface passivation when ...

O objetivo geral deste procedimento é utilizar um método de passivação superficial em temperatura ambiente para inibir a recombinação superficial, de modo que os defeitos no silício em volume possam ser caracterizados com precisão. Este método pode nos ajudar a compreender quais defeitos limitarão a vida útil de pastilhas de silício de alta pureza, que são necessárias para células solares de eficiência muito elevada. A principal vantagem desta técnica é que ela pode ser realizada em temperatura ambiente, o que significa que a atividade de recombinação dos defeitos no silício em volume não se alterará durante a medição.As implicações desta técnica estendem-se à medição da atividade de recombinação de defeitos em silício em massa que existem em baixas concentrações, os quais, de outra forma, seriam muito difíceis de medir por outras técnicas. Geralmente, indivíduos novos neste método enfrentarão dificuldades porque a necessidade de água DI de alta pureza e os procedimentos de limpeza química não são inicialmente compreendidos, sendo, portanto, imperativo seguir o procedimento passo a passo. A preparação das soluções, incluindo observações essenciais sobre o preparo do ácido fluorídri

light-enhanced-hydrofluoric-acid-passivation-sensitive-technique-for

Research

JoVE Journal

Engineering

Engenharia

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Seletiva Área Modificação de Superfície Wettability Silicon por Pulsed Laser irradiação UV em meio líquido

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Aprenda uma técnica de passivação em temperatura ambiente para caracterizar defeitos de silício em massa usando imersão em ácido fluorídrico e iluminação. Este método permite medir atividades de recombinação em baixas concentrações para células solares de alta eficiência.

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